JPH10501371A

JPH10501371A - Microprocessor controlled ring laser gyro power control system

Info

Publication number: JPH10501371A
Application number: JP8501093A
Authority: JP
Inventors: キルパトリック，ジョセフ・イー; バーント，デール・エフ
Original assignee: ハネウエル・インコーポレーテッド
Priority date: 1994-05-27
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1998-02-03
Also published as: CA2188448A1; DE69508239D1; EP0760934A1; US5489981A; WO1995033182A1; EP0760934B1; DE69508239T2

Abstract

(57)【要約】ビーム強度読出し線（４０８，２４０８）を含むリングレーザジャイロ（１０）の電力制御システム（図３）。モニタ（１６）はビーム強度読出し線（４０８，２４０８）に結合し、強度信号出力端子（４１２，２４１２）でビームの強度を示す強度信号を発生する。信号平均値算出器（４１４）は強度信号出力端子（４１２，２４１２）に結合し、平均強度信号出力端子（２８，２９）で平均強度信号を供給する。アナログ／デジタル変換器（４１８）は平均強度信号出力端子（２８，２９）に結合し、平均強度信号出力（２８，２９）をデジタル信号出力端子（４２３）のデジタル信号に変換する。プロセッサ（３３）はデジタル信号出力端子（４２３）に結合し、デジタル信号の値に応答して、その値に比例する電力制御信号（４２５，２４２５）を電力制御信号線（３８０，３８４）へ発生する。電源（３００，３８７）はプログラマブル入力端子で電力制御信号線（３８０，３８４）に結合し、電力供給手段（３００，３８７）は、リングレーザジャイロ電極（１２，１４，１６）に結合する電圧供給線へ、電力制御信号（３８０，３８４）に応答する電圧信号を出力し、プロセッサ（３３）と電源（３００，３８７）は、ビーム強度（４０８，２４０８）の変化に応答して電圧信号を制御するように動作する。 (57) [Summary] A power control system for a ring laser gyro (10) including a beam intensity readout line (408, 2408) (FIG. 3). The monitor (16) is coupled to the beam intensity readout lines (408, 2408) and generates an intensity signal indicative of the intensity of the beam at the intensity signal output terminals (412, 2412). A signal average calculator (414) is coupled to the intensity signal output terminals (412, 2412) and provides an average intensity signal at the average intensity signal output terminals (28, 29). An analog / digital converter (418) couples to the average intensity signal output terminal (28, 29) and converts the average intensity signal output (28, 29) to a digital signal at the digital signal output terminal (423). The processor (33) is coupled to the digital signal output terminal (423) and generates a power control signal (425, 2425) proportional to the value of the digital signal on the power control signal line (380, 384) in response to the value of the digital signal. I do. A power supply (300, 387) is coupled to a power control signal line (380, 384) at a programmable input terminal, and a power supply means (300, 387) is a voltage supply coupled to a ring laser gyro electrode (12, 14, 16). The line outputs a voltage signal responsive to the power control signal (380, 384), and the processor (33) and the power supply (300, 387) control the voltage signal in response to changes in beam intensity (408, 2408). To work.

Description

【発明の詳細な説明】マイクロプロセッサ制御リングレーザジャイロ電力制御システム発明の背景本発明は、当該技術ではリングレーザジャイロ（ＲＬＧ）として知られ、そのように呼ばれているガスレーザ角速度センサに関し、特に、ＲＬＧの動作寿命を延長するためにＲＬＧを励起させるマイクロプロセッサ電力制御システムに関する。従来の技術の説明レーザビーム源又はレーザビーム発生器はリングレーザジャイロの一体的な部分を成す。１つの型のレーザビーム発生器は複数の電極と、放電空洞とを閉鎖光路を形成する複数のミラーと組合わせて具備する。その光路は通常は三角形であるが、矩形などの他の光路も使用できる。今日のリングレーザジャイロはガスを充満したガス放電空洞を採用しており、電極間を通過する電流がそのガスを電離して、プラズマを発生することによってガスが励起される。当業者には良く理解されている通り、電離されたガスは反転分布を発生させ、その結果、光子が発射する。ヘリウム−ネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）ガスの場合、プラズマを示す可視光が発射する。ガス放電空洞を複数のミラーに対して適正に位置決めすれば、励起ガスは、ミラーにより規定される閉ループ光路に沿って互いに逆方向に進む２本の逆方向に伝搬するレーザビームを発生させる。リングレーザジャイロの例の中には、一体の本体が閉ループ光路を含むガス放電空洞を構成しているものもある。そのようなシステムは、Ｐｏｄｇｏｒｓｋｉによる米国特許第３，３９０，６０６号に示されている。その場合、光学空洞は一体のブロックの中に形成される。その光学空洞を充満するために、選択されたレーザ発生ガスを使用する。逆方向に伝搬するビームが光学空洞に沿って互いに逆方向に進むべく反射されるように、ミラーは光学空洞の周囲の適切な場所に配置される。ガス放電は、ガスを充満した光学空洞の中で、共にガス充満光学空洞と連通している少なくとも１つの陽極と少なくとも１つの陰極との間のガス中を流れる電流によって発生する。従来の技術のリングレーザジャイロシステムは、互いに逆方向に流れる２つの電流を発生させる１対の陽極と１つの陰極を有する場合が多いことに注意すべきである。それぞれの放電電流はガス中でプラズマを発生させる。各々の電流は、１つの陰極と１つの陽極との間に十分な大きさの電位を印加することによって発生する。あるいは、ＲＬＧは２つの陰極と、１つの陽極とを有していても良い。ＲＬＧの外部と内部双方の様々な要因がビーム強度に影響を及ぼす可能性がある。温度は外部要因の１つである。空洞パラメータの変化は内部要因の１例である。従来の技術においては、ＲＬＧは一般にほぼ一定の電力又は一定の電流で動作されるので、外部要因又は内部要因のためにビーム強度は可変となる。指定された範囲の外部条件と内部条件の下で満足できる動作を得るのに適する強度を有するビームを発生するある値の動作電流を選択する。しかしながら、陰極の有効寿命はその陰極が搬送しなければならない電流の時間の経過に従った大きさの関数であることが確定されており、大きさが増すにつれて、陰極の有効寿命は短くなる。加えて、ミラーのようなＲＬＧの内部素子の有効動作寿命は動作電流の大きさの関数であり、電流が大きくなるにつれて、動作寿命は短くなる。これらの内部要因や外部要因によって、ＲＬＧは、あらゆる条件の下で動作するのに十分なビーム強度を発生させるために、動作寿命の一部の間に必要な値より大きな電流で動作されることになるので、ＲＬＧの潜在的な動作寿命は短縮されてしまっていた。リングレーザジャイロを動作させる場合、陽極と陰極との間のリングレーザジャイロの各レグにおけるレーザビーム電流を、たとえば、約０．１５ｍａから約１．０ｍａなどの所望の動作範囲の中に維持することが重要である。従来の技術では、プラズマの安定性を所望の電流範囲の中に維持するために、バラスト抵抗器と呼ばれる大形の抵抗器を採用している。残念なことに、そのようなバラスト抵抗器は非常に大形になりがちであるので、浪費する電力は多い。さらに、個々のリングレーザジャイロごとに、選択可能な範囲のバラスト抵抗器からそれらのバラスト抵抗器を選択することが必要である。リングレーザジャイロごとのこの選択、すなわち、校正の結果、本発明で実施されているものと比べて製造コストは高くなり且つ電流制御の信頼性は低い。従来の技術で使用されているバラスト抵抗器は、リングレーザジャイロにおけるバイアス特性を減少させるために双方のレグの電流を１パーセント（１％）以内に整合するために慎重に選択されなければならなかった。さらに、従来の技術の電流制御回路は、高性能リングレーザジャイロを実現するために、高電圧と帯域幅の広い回路を必要としていた。本発明は、選択されたバラスト抵抗器を必要とせず、従来通りの能動素子及び中程度の性能の動作増幅器を使用し且つ所望の電流の全動作範囲にわたってプラズマ振動を伴わない高性能リングレーザジャイロを与える有効電流制御装置を提供することによって、従来の技術の欠陥を克服する。さらに、マイクロプロセッサ系コントローラを使用することにより、本発明の動的有効電流制御装置はリングレーザジャイロシステムに適用する場合に高度の正確度と信頼性を維持する。本発明の有効電流制御装置を設計する際の基礎として、ミネソタ州ミネアポリスのＨｏｎｅｙｗｅｌｌＩｎｃ．製造のモデル番号ＧＧ１３２０のリングレーザジャイロについて設計データを取り出した。取り出されたデータは、陰極電流をバラスト抵抗器の関数とし且つキャパシタンスをパラメータとするレーザビーム電流の動作ウィンドウの範囲にあった。ＧＧ１３２０モデルのリングレーザジャイロは電流−電圧特性の負抵抗領域で動作するので、陽極の付近の漂遊キャパシタンスは動作ウィンドウに著しく大きな影響を及ぼすと考えられる。電流の関数としての動作ウィンドウは、プラズマ振動が起こる領域について得られたものである。抵抗がゼロオーム程度と低く且つキャパシタンスは１５ｐＦ未満であるバラスト抵抗器は、動作ウィンドウにごくわずかな影響しか及ぼさなかった。このデータは、本発明で採用される高電圧、低キャパシタンスの半導体デバイスに関わる条件を定義する上で有効である。発明の概要本発明は、陽極と、陰極とを含むリングレーザジャイロ電極の相互間で空洞の少なくとも一部を流れる電流によって少なくとも１本のレーザビームが発生され、ビーム強度読出し線を含むリングレーザジャイロの電力制御システムを提供する。モニタ手段はビーム強度読出し線に結合し、強度信号出力端子で前記ビームの強度を示す強度信号を発生する。信号平均値算出手段は前記強度信号出力端子に結合し、平均強度信号出力端子で平均強度信号を供給する。変換手段は平均強度信号出力端子に結合し、平均強度信号出力をデジタル信号出力端子のデジタル信号に変換する。処理手段はデジタル信号出力端子に結合し、デジタル信号の値に応答して、その値に比例する電力制御信号を電力制御信号線へ発生する。電力供給手段はプログラマブル入力端子で前記電力制御信号線に結合し、リングレーザジャイロ電極に結合する電圧供給線へ、前記電力制御信号に応答する電圧信号を出力し、処理手段と共に、ビーム強度の減少に応答して前記リングレーザジャイロ電極への電力を増加させ且つビーム強度の増加に応答して電極への電力を減少させるように動作する。図面の簡単な説明上記の目的，面及び利点並びにその他の目的，面及び利点は、図面を参照した本発明の好ましい一実施形態の以下の詳細な説明からさらに良く理解されるであろう。図面中：図１は、ＲＬＧ及び本発明の教示に従ったマイクロプロセッサ電力制御システムの概略ブロック線図である。図２は、ＲＬＧ及び本発明の教示に従ったマイクロプロセッサ電力制御システムの別の実施形態の図１に類似した概略ブロック線図である。図３は、図２に示す電力制御システムの一部のやや詳細な概略図である。図４は、本発明に従って形成された有効電流制御回路の一実施形態の回路図を概略的に示す。図５は、本発明の１つの面により提供されるような高電圧始動回路の一実施形態のブロック線図を概略的に示す。図６は、典型的なリングレーザジャイロのＩ−Ｖ特性の一例をグラフにより示す。図７は、リングレーザジャイロ回路における一方の電流源レグの一例を示す。好ましい実施形態の詳細な説明そこで図１を参照すると、今日、商用として一般に広く使用されている種類の、全体を図中符号１０により指示される固体ブロックリングレーザジャイロ（ＲＬＧ）は陰極１２と、２つの陽極１４及び１６とを有する。ＲＬＧは固体耐熱性ブロック２０の中に光学空洞１８を形成する３つのチャネルと、チャネルの交差点にある３つのミラー２２Ａ，２２Ｂ及び２２Ｃとを有する。陰極１２は高電圧電源１３８７に接続している。本発明のこの特定の実施形態におけるＲＬＧそれ自体は従来通りのものであり、そのようなＲＬＧの１つは、Ｐｏｄｇｏｒｓｋｉの米国特許第３，３９０，６０６号の中にさらに詳細に記載されている。ここで説明する本発明の特定の実施形態は１つの陰極と、２つの陽極とを採用しているが、本発明は１つの陽極と、２つの陰極とを有するＲＬＧ又はその他の陽極／陰極の組合わせを有するＲＬＧ、並びに様々な構成や形状を有するＲＬＧにも等しく適用可能であることに注意すべきである。３つのミラーの中の１つのミラー２２Ａは部分透過性である。ビーム強度センサ２４と、回転速度出力センサ２６はミラー２２Ａに結合している。従来通りであり、当該技術では良く知られているように、センサ２４は、１本のビームに応答し且つ逆方向に回転するレーザビームの強度を示す出力を供給するように光学空洞１８に光学的に結合する光検出器から構成されている。センサ２６は、逆方向に回転し、干渉し合うレーザビームにより発生される明暗フリンジパターンに応答し且つＲＬＧの回転速度の関数である周波数を有する交流出力を供給するように光学空洞１８に光学的に結合する光検出器から構成されている。センサ２４又は２６はビームの強度を測定するために使用されれば良い。センサ２６のほうが実施形態の読出し信号を示すので、センサ２６を使用するのが有利であろう。ジャイロのビーム強度を監視するために光強度監視（ＬＩＭ）信号を使用しても良いことは当業者には認められるであろう。本発明の教示に従って、ビーム強度４０８と呼ばれるセンサ２６の出力は読出し増幅器４１０により増幅され、信号平均値算出器４１４により信号が平均され、Ａ／Ｄ変換器４１８へと伝送される。本発明の１例においては、Ａ／Ｄ変換器４１８を従来の構成のマイクロプロセッサに統合しても良い。信号平均値算出器２８の出力はＡ／Ｄ変換器４１８への入力である。Ａ／Ｄ変換器のデジタル出力４２３はマイクロコントローラ３３で所望のビーム基準値と比較される。Ａ／Ｄ変換器の出力４２３がビーム基準値より小さい場合、マイクロコントローラの出力信号４２５は大きくなる。マイクロコントローラの出力４２５は、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４２０への入力として供給される。その結果増大する信号線３８０のアナログ値は、入力として有効電流制御部３００への入力として供給される。制御部３００は信号線４１７，４１９の有効電流値を増加させる。増大した陽極・陰極間電流は、Ａ／Ｄ変換器出力４２３がビーム基準値と等しくなるまで、ビーム強度を増大させる。ＲＬＧの寿命は陰極電流の二乗にほぼ反比例するので、信頼に足る動作を得るのに適するビーム強度を維持しつつ、できる限り小さい陰極電流でＲＬＧを動作させると有利である。ＲＬＧが老化するにつれて、ビーム強度４０８は減少しがちである。所定数の動作時間を経た老化の後、飛行動作中の遷移を回避するために、次にＲＬＧにパワーが印加されるときに、有効電流制御レベルをマイクロコントローラにより段階的に増加させても良い。所定数の時間は、たとえば、２０，０００時間であっても良い。この数は単なる例であり、限定的な意味をもつものではない。典型的には、ＲＬＧは、陰極電流の値ごとに、Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃，Ｋ₄，Ｋ₅ 等々と表わされる場合が多い異なる１組の補正項を必要とする。それらの補正項は、たとえば、動作電流レベルごとに電気的消去再書込み可能読取りメモリ１０２（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶され且つＲＬＧのパワーアップ中にマイクロコントローラ３３にロードできる定数である。次に図２を参照すると、図１のＲＬＧ装置に類似するＲＬＧ装置が示されているが、図１とは異なり、高電圧電源１３８７により供給される一定の供給電圧の代わりに、従来のプログラマブル直流／直流変換器３８７などの可変電圧源を使用すると有利であろう。一般に、図２の装置は、ＲＬＧハウジング内部の電力消散を減少させるために、周知のＲＬＧガス放電負抵抗特性の負特性を利用する。ＲＬＧが老化するにつれて、有効電流制御値は増加し、負抵抗特性のために、プラズマの陽極・陰極間の電圧降下は減少する。その結果、陰極電圧は低下し、電圧を保存できるであろう。ＲＬＧ１０は従来の方式で動作するので、光検出器２６は、レーザビームの光路Ａを表わす信号が信号線４０８に印加され且つレーザビームの光路Ｂを表わす信号は信号線２４０８に印加されるという分割画像信号を発生する。Ａ読出し信号とＢ読出し信号は共に、読出し増幅器４１０の第１の入力端子と第２の入力端子に入力される。読出し増幅器４１０は第１の出力端子２４１６と、第２の出力端子４１６と、第３の出力端子２４１２と、第４の出力端子４１２とを含む。第１の出力端子２４１６と第２の出力端子４１６は、それぞれ、Ａ光路とＢ光路を表わす読出し信号を搬送する。これらの信号は、これ以降の処理のためのデジタル論理回路などの他の回路へ送られても良い。この回路は本発明の範囲外にあるので、ここでは説明しない。読出し増幅器の第３の出力端子４１２と第４の出力端子２４１２も読出し信号Ａ及びＢを搬送し、それらの信号は信号平均値算出器４１４に入力される。信号平均値算出器４１４はＡ信号とＢ信号を平均し、ＲＩＭＡ及びＲＩＭＢとそれぞれ呼ばれる第１の信号平均出力端子２８と第２の信号平均出力端子２９へ対応する信号を出力する。そのような信号平均値算出は図３に示されているような信号平均値算出回路で実行されても良いが、マイクロプロセッサにより周知の方式で実現されるソフトウェアプログラムに埋込まれたデジタルプロセスにおいて実行されても良い。信号平均値算出器が図２の例に示すようなアナログ信号を出力する場合、出力端子２８及び２９のアナログ信号はマルチプレクサ２４１８へ伝送され、マルチプレクサ２４１８は周知のスイッチング原理を使用してそれらの信号をアナログ／デジタル変換器４１８へ切替える。アナログ／デジタル変換器４１８は、マイクロコントローラ３３に信号線４２３を介してＲＩＭＡ信号又はＲＩＭＢ信号を交互に供給するように動作する。本発明の一実施形態では、連続多重化信号をデジタル表現に変換するために、８チャネルアナログ／デジタル変換器を使用する。読出すべきレーザビーム信号はゆっくりと変化する関数であるので、マイクロコントローラはディザサイクルの約１／８ごとにＡ信号とＢ信号を読出す。関数はマイクロコントローラ３３の動作速度と比べて非常にゆっくりと変化するので、この読出しは重要ではない。マイクロコントローラ３３は、一実施形態においては電気的消去再書込み可能読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）であると有利であると思われるメモリ１０２に接続している。ＥＥＰＲＯＭ１０２には、制御すべき特定のリングレーザジャイロの電流・電圧特性（Ｉ− Ｖ特性）を事前にロードしておくと有利であろう。そのようなＩ−Ｖ特性は良く理解されている方式でジャイロブロックごとに測定され、従来の手段によってＥＥＰＲＯＭ１０２に供給されれば良い。一般に、Ｉ−Ｖ特性は陽極から陰極への陽極電流及び陽極電圧の関数として測定され、電圧が高くなるにつれて、電流が少なくなることが要求される。典型的には、リングレーザジャイロが動作するにつれて、電圧は降下し、陽極の電流は増加する。そのようなＩ−Ｖ管特性曲線を図６に示すように従来通りの技術を使用して描いても良い。この図をその後に数値形態に変換し、マイクロコントローラ３３により使用するためにＥＥＰＲＯＭに記憶しても良い。マイクロコントローラ３３はＲＩＭＡ信号及びＲＩＭＢ信号を検査する。マイクロコントローラは弱いほうの信号を確定するように動作し、その信号をＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶されているＩ−Ｖ特性と比較し、２つのＲＩＭ信号のうち弱いほうの信号に応答する制御信号を信号線２４２５へ出力する。すなわち、たとえば、ＲＩＭＢ信号が弱く、信号平均値算出器４１４の信号出力としては典型的な値である１．２ボルトより低くなった場合には、マイクロコントローラ３３はデジタル形態の制御信号を信号線２４２５へ出力し、この信号はデジタル／アナログ変換器４２１により、書込み可能電圧源直流／直流変換器３８７を調整して、図６に示すようなＲＬＧ１０のＩ−Ｖ特性線に整合する電圧を出力するための信号線３８４のアナログ制御信号に変換する。同時に、マイクロコントローラ３３は、有効電流制御部３００に入力されるジャイロの双方のレグの電流の和である信号４２５を出力しても良い。尚、ＲＬＧの電圧はジャイロにおいて電流が変化するにつれて逆に変化し、このことを利用して、制御信号３８４を書込み可能電圧源３８７に供給する。信号線４２３のＡ／Ｄ変換値がＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶されている基準値より小さい場合、マイクロコントローラは信号線４２５，２４２５へ制御信号を出力し、それらの信号はＤ／Ａ変換器４２０及び４２１により、Ｄ／Ａ変換値に変換される。これにより得られる信号線３８４のアナログ信号は従来の方式で直流／直流変換器出力電圧を制御し、この電圧自体は陰極１２の電圧を調整する。この例では、この後、信号線３８６の出力電圧の値をプラズマの管電圧の低下に対応するように減少させる。この例においては、プラズマ電流が増加したとしても、プラズマ電圧と電流電圧は減少するので、電力消費は相対的に一定に維持される。図３は、読出し回路のチャネルＡに関わる読出し増幅器と、信号平均値算出器と、比較器とを示す。読出し部チャネルＢでも、全く同じ一連の回路が使用される。４１０Ａとして示されている破線の中の回路は、読出し増幅器４１０の回路の半分を含む。読出し増幅器４１０は光路Ｂの信号に対する全く同じ一連の回路をさらに含む。同様に、信号平均値算出器回路４１４Ａは、信号平均値算出器４１４に含まれる２つの同一の回路の一方を含む。前置増幅器７０６は、約４００Ｋオームの利得を有するトランスインピーダンス増幅器である。前置増幅器７０６は光検出器２６の読出し信号線の一方４０８に接続している。後置増幅器７０８は約５０の電圧利得を有し、前置増幅器７０６の出力端子７０７に接続している。従って、総トランスインピーダンス利得は約２０メガオームである。一実施形態では、後置増幅器７０８の設計上の特徴は、増幅器の出力を内部でクランプするために、「アナログデバイスモデルＡＤ８２９」ＴＭ増幅器で補償ピンを使用していることである。これにより、増幅器は飽和モードから外れて、線形高性能動作範囲に保持される。高性能クランプ７０９によって、製造時に手作業による素子選択を伴わずに、ジャイロは広範囲にわたるビーム強度に対して動作できる。従来の技術では、ジャイロごとにレジスタを選択することが必要である。信号平均値算出器４１４Ａは後置増幅器７０８からの出力信号線である信号線４１２に結合しており、読出し信号の交流値に比例する読出し強度監視（ＲＩＭＡ）信号２８を出力する。交流読出し信号４１２は数パーセントのヒステリシスをもつ比較器７１６へ送信され、比較器７１６はデジタル信号４１６を発生する。チャネルＢも同様に処理され、その後、デジタル信号Ａ及びＢはデジタル論理においてアップ／ダウンカウントを発生するために使用される。次に図４を参照すると、本発明で採用される有効電流制御装置の一実施形態のさらに詳細な回路図が示されている。この開示を参照すれば、ここで説明する実施形態は単なる例であり、本発明を限定するものではないことは当業者には認められるであろう。ここで示す実施形態は当業者が本発明を理解するのを助けるために提示される。リングレーザジャイロブロック１０は、２つの陽極１４，１６と、陰極１２とを有する三角形のブロックとして示されている。この実施形態における有効電流制御装置は第１，第２，第３及び第４の増幅手段３１２，３１４，３２４，３２６と、第１及び第２の出力トランジスタ手段３１０，３１６と、第１及び第２の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）手段３２０，３２１と、直流／直流変換手段３８７とを含む。第４の増幅手段３２６は利得抵抗器３２７にその反転入力端子で結合している。反転入力端子には、４つの入力抵抗器３７０，３７２，３７４及び３７６も結合している。コントローラ３３は、４つの入力抵抗器へデジタル制御信号を発生する手段として動作する。第４の増幅手段３２６は、実質的には、デジタル／アナログ変換器として機能し、この場合、４つの入力抵抗器は４ビット入力に相当し、第１の入力抵抗器３７０は最上位ビットであり、第４の入力抵抗器３７６は最下位ビットである。第４の増幅手段はコントローラ１００からのデジタル制御入力を抵抗器３７８を介してノードＶcontrol に印加される比例アナログ信号に変換する。このように、有効電流制御部はノードＶcontrol において、Ｖcontro l の１０〜５ボルトの揺れに相当する４ビットの正確度の範囲内で制御可能である。Ｖcontrol は第１及び第２の増幅手段３１２，３１４の非反転入力端子にも結合している。第１の増幅手段３１２及び第２の増幅手段３１４の各々は、リングレーザジャイロブロック１０の陽極１４及び１６の一方へ電流が流れるときに通過するトランジスタ３１０，３１６を制御する２つの電界効果トランジスタ３２０，３２１の一方を駆動する。第１及び第２の増幅手段の各々と、関連する素子は有効電流制御部の一方の「レグ」であると考えても良い。たとえば、第１の増幅器３１２の出力端子は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３２０のゲートに接続している。ＦＥＴ３２０は約−２から−４ボルトの閾値を有するＤＭＯＤＥＦＥＴ又はそれと同等の素子であると有利であろう。ＦＥＴ３２０は、たとえば、精密抵抗器３１８，３３１の電流のほぼ全てを陽極１４及び１６へ流すために十分に低いゲートインピーダンスを有するＴＦＥＴ又はＭＯＳＦＥＴなどのＮチャネルＦＥＴであると有利であろう。ＦＥＴ３２０は高周波数トランジスタコレクタ３２２へのベース駆動を制御する。フィードバック信号線３３９は第１の電流制御増幅器３１２への負フィードバックを実行する。ＦＥＴ３２０のソースはフィードバック信号線３３９に接続している。ＦＥＴ３２０のドレインは第１の出力トランジスタ３１０のベースに接続している。第１の出力トランジスタ３１０のエミッタはフィードバック線路３３９に接続すると共に、抵抗器３１８を介してコンデンサ３９６の第１の端子に接続している。コンデンサ３９６の第２の端子はノードＶcontrol に接続している。本発明の一実施形態においては、コンデンサ３９６は、完全に充電したとき、その第１の端子で約＋１０ボルトの公称電位を維持する。第１の出力トランジスタ３１０のコレクタ３２２は抵抗器３９０を介してダイオード３１３の陽極に接続している。ダイオード３１３及び３１５は、たとえば、約５０００ボルトを定格とする高電圧ダイオードであり、リングレーザジャイロの始動中に有効電流制御回路を保護する働きをする。出力トランジスタ３１０のベースはＦＥＴ３２０のソースに接続すると共に、ダイオード３１３の陽極にも接続する抵抗器３９９に接続している。ダイオード３１３の陰極は抵抗器３９７を介して陽極１６に接続している。第２の増幅手段３１４も、その関連素子、すなわち、ＦＥＴ３２１、第２の出力トランジスタ３１６及び抵抗素子３９１，３９３，３９４，３３１，３３１、並びに陰極で第２の陽極１４に接続している第２のダイオード３１５を含めて、同様に配置されている。第１の増幅手段３１２は駆動回路の第１のレグを構成し、第２の増幅手段３１４とその関連素子は回路の第２のレグを構成する。双方のレグは同様に動作して、ほぼ等しい電流をリングレーザジャイロに供給する。第１及び第２の増幅手段３１２，３１４は、たとえば、約１ＭＨｚ未満の帯域幅を有するモデル番号ＬＴ１０１３などの演算増幅器から構成されていると有利であろう。第１及び第２のトランジスタ３１０，３１６は、本発明の一実施形態においては、ベースからコレクタへわずかに１０ボルト逆バイアスされていると有利であろう。この逆バイアスはベースとコレクタとの間の有効キャパシタンスを減少させることにより、トランジスタの高周波数応答を改善する。リングレーザジャイロの各レグにおける電流のアナログ和を表わす出力信号３２９を供給するために、任意に第３の増幅器手段３２４を含めると有利であろう。電流和を「ＩＴｏｔａｌ」とする。第３の増幅器手段３２４の反転入力端子は抵抗器１３８０を介してフィードバック信号線３３９に接続すると共に、抵抗器３８２を介してフィードバック信号線３３８に接続している。この実施形態においては、リングレーザジャイロの陰極１２は、たとえば、約 −４２５ボルトから−４６０ボルトの範囲の一定の電圧に直流／直流変換器手段３８７を介して保持される。動作中、直流／直流変換器手段３８７は外部電源からの約＋１５ボルトの入力電圧を、たとえば、公称で約−４５０ボルトから−４９０ボルトの範囲の出力電圧に変換する。また、本発明により提供されるような有効電流制御部の実施形態には、任意に組込み試験線ＢＩＴ１及びＢＩＴ２も含まれている。ＢＩＴ１及びＢＩＴ２はマイクロコントローラ３３の第１のアナログ／デジタル入力端子１０１と、第２のアナログ／デジタル入力端子１０３とにそれぞれ結合している。ＢＩＴ１及びＢＩＴ２は、有効電流制御が適正な動作範囲の中にあるか否かを判定し且つ演算増幅器３１２，３１４がここではそれぞれ正レール及び負レールとも呼ばれる電力供給の上限又は下限でロックアップされないことを確定するためにマイクロコントローラ３３により採用される試験信号を供給する。有効電流制御部の各レグの動作にとっては、電流供給レグの出力端子の抵抗器を慎重に選択することが重要である。第１のレグの場合、抵抗器３９０，３９９及び３９７は以下に挙げる式に従って選択されなければならない。同様に、有効電流制御部の第２のレグでも抵抗器３９５，３９４及び３３３を選択するときには注意を払わなければならない。たとえば、第１のレグにおいては、抵抗器３９０及び３９９は、トランジスタ３１０のコレクタ３２２の電圧がリングレーザジャイロにおける電流の動作範囲にわたって相対的に一定のままであるように選択されなければならない。本発明の一実施形態では、抵抗器３９０，３９９及び３９７と、それらに対応する抵抗器３９４，３９５及び３３３とを低電流及び摂氏約−５５度の低温における最悪の場合のＰＮＰトランジスタ３１０，３１６のＢＥＴＡである１０に対して動作するように選択した。それらの抵抗器を選択することによって、トランジスタ３１０及び３１６の電力消散は最小限に抑えられる。一実施形態では、レグごとに約０．１５から１ｍａの範囲の電流を供給する。それらの限界はガス放電のインピーダンス特性と、電源の電流限界とにより確定される。次に図７を参照すると、抵抗器Ｒ１，Ｒ２及びＲ３の選択を例示するために、本発明の有効電流制御部の一実施形態の一方の電流源レグの一例が示されている。ここでは、本発明の有効電流制御部がリングレーザジャイロ管に固有の負抵抗を利用することに注意すべきである。すなわち、ジャイロがより大きな電流を要求するにつれて、陽極から陰極に至る電圧は降下する。本発明は、リングレーザジャイロ管の電流要求が増すにつれてＲ２を介するベース駆動電流が増加するように、Ｒ１とＲ２の比を選択する。特に、抵抗器Ｒ１及びＲ３は最大電流におけるトランジスタ３１０の電力消散を最小にするように選択される。下記の式は、ＰＮＰトランジスタ３１０において１０以下のＢｅｔａで動作するために抵抗器Ｒ１，Ｒ２及びＲ３を選択すべく本発明により採用される方法を示す。１．ＲＬＧ負抵抗領域Ｉ_A ＝０．１５〜１ｍａにわたる電流−電圧特性に対する二次当てはめは、下記の式を使用して実行される。Ｔ＝Ｋ₀＋Ｋ₁Ｉ_A＋Ｋ₂Ｉ² _A＋ΔＶ_TEMP＋ΔＶ_PROCESS 式中：Ｖ_T ＝管電圧；Ｖ_TL＝低温での管電圧；Ｖ_TH＝高温での管電圧；Ｖ_c ＝陰極電圧；Ｉ_A ＝陽極電流（一方のレグ）；Ｖ_CE＝トランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧；及びＫ₀，Ｋ₁及びＫ₂は、これらの式によりモデル化すべきリングレーザジャイロにおけるレーザ放電のＩ−Ｖ特性に特有である二次当てはめ式の定数である。Ｒ２の条件は次の通り設定される：２．Ｒ２＞Ｖ_C−Ｖ_TL／Ｉ_Amin ３．最小電流でＲ２＞ｄＶ_T／ｄＩ_A Ｒ１及びＲ３は次の式を満足させなければならない。５．６．７．ＰＮＰトランジスタは、ＮＰＮトランジスタと比べて、−５５℃でより大きいＢＥＴＡ特性を有し且つその電流がより小さいことに注意することは、重要である。従って、ＰＮＰトランジスタは電流源トランジスタとして使用されるのが好ましい。８．一実施形態では、ＳＯＴ−２３パッケージトランジスタは、最大電流に対して−５５℃で１００ｍｗ未満を消散する。９．一実施形態では、下記のような周波数特性を有するＭＭＢＴ６５２０トランジスタを採用した：Ｆτ＝４０ＭＨｚ式中、Ｃ_cb＜６ｐＦ１０．コレクタは、ベース・コレクタ間キャパシタンスを減少させるために、＞１０ボルトに逆バイアスされる。１１．ＨｏｎｅｙｗｅｌｌＩｎｃ．で取った動作ウィンドウから、いくつかのリングレーザジャイロについて、Ｃ_cb ＞６ｐＦのとき、Ｒ３＞１０Ｋであれば、動作ウィンドウは＜５％縮小することがわかっている。本発明の一実施形態においては、Ｒ１＝５０Ｋ，Ｒ２＝４２１Ｋ，及びＲ３＝３０Ｋのときに、上記の全ての条件に適合する。電力消費を減少させるために、有効電流制御装置はＶｃを固定して構成されても良く、あるいはＶｃを可変として構成されても良い。Ｖｃを固定し且つＲ１，Ｒ２及びＲ３を適正に選択する方式では、低いベータでの動作を可能にする。電流が大きいときのベース駆動を増加させるために、１−Ｖ特性の負抵抗を利点として使用する。次に図５を参照して説明すると、本発明により提供される有効電流装置には、信号線３３７と、抵抗器３３３及び３８３とを介してリングレーザジャイロブロック１０の陽極１４及び１６に結合する高電圧始動回路手段３５０も含まれている。この回路は、リングレーザジャイロの始動モードの間に使用される。この実施形態では、信号線３３５において、コントローラ１００は信号線３３５の１０％デューティサイクルを有する周波数が約６０Ｈｚの０から５ボルトの方形波を供給し、この方形波は高電圧始動回路手段３５０に入力される。高電圧始動回路手段３５０は２８０ボルトパルス発生器３５２と、電圧乗算器手段３５４とを具備する。パルス発生器は、信号線３３５の入力電圧方形波を隣接する線３５３に示される波形により表わされている２８０ボルト信号へ昇圧するために使用される。２８０ボルトピークピーク信号出力線３５３は、電圧乗算器手段３５４に供給される５０％デューティサイクルを有する６０ＫＨｚ信号でもある。そこで、電圧乗算器手段３５４は約２５００ボルトの直流の高電圧を出力する。２８０ボルトパルス発生器と電圧乗算器素子は市販されている。電圧乗算器素子は、カリフォルニアのＶｏｌｔａｇｅＭｕｌｔｉｐｌｉｅｒ，Ｉｎｃ．から購入できるであろう。高電圧始動回路はリングレーザジャイロを始動するために使用され、リングレーザジャイロが運転モードに入ったときにターンオフされる。特許法に従うと共に、新規な原理を適用し且つそのような特殊化された構成要素を必要に応じて構成し、使用するために必要とされる情報を当業者に提供するために、ここでは本発明をかなり詳細に説明した。しかしながら、特定の点で異なる機器及び装置により本発明を実施できること、及び機器の詳細と動作手続きの双方に関して、本発明それ自体の範囲から逸脱せずに様々な変形を実現できることを理解すべきである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Microprocessor controlled ring laser gyro power control system Background of the Invention The present invention is known in the art as a ring laser gyro (RLG), In particular, the operating life of the RLG is Microprocessor power control system that excites RLG for extension You. Description of conventional technology The laser beam source or generator is an integral part of the ring laser gyro Make a minute. One type of laser beam generator closes several electrodes and the discharge cavity It is provided in combination with a plurality of mirrors forming a path. Its optical path is usually triangular. However, other optical paths, such as rectangular, can be used. Today's ring laser gyros employ a gas-filled gas discharge cavity, The electric current passing between the electrodes ionizes the gas and generates a plasma. The gas is excited. As is well understood by those skilled in the art, ionized gas is inverted Generate a distribution, which results in the emission of photons. Helium-neon (He-Ne) In the case of gas, visible light indicating plasma is emitted. Gas discharge cavity into multiple mirrors When properly positioned with respect to the excitation gas, the excitation gas Generating two counterpropagating laser beams traveling in opposite directions along a path; You. In some ring laser gyro examples, the integral body has a gas outlet that includes a closed loop optical path. Some also form an electric cavity. One such system is Podgorski. No. 3,390,606 to U.S. Pat. In that case, the optical cavity Formed in a unitary block. Selected to fill its optical cavity Use laser generated gas. Oppositely propagating beams move along the optical cavity The mirror is placed in a suitable location around the optical cavity so that it is reflected to travel in the opposite direction. Is placed. Gas discharge is a gas-filled optical cavity inside a gas-filled optical cavity. In the gas between at least one anode and at least one cathode in communication with Generated by flowing current. The prior art ring laser gyro system has two Note that it often has a pair of anodes and one cathode that generate current It is. Each discharge current produces a plasma in the gas. Each current is Generated by applying a sufficiently large potential between one cathode and one anode Live. Alternatively, the RLG may have two cathodes and one anode. Various factors, both external and internal to the RLG, can affect beam intensity. You. Temperature is one of the external factors. Changes in cavity parameters are an example of an internal factor. You. In the prior art, the RLG generally operates at approximately constant power or current. Beam intensity is variable due to external or internal factors. Specified Strength sufficient to obtain satisfactory operation under the specified range of external and internal conditions. Select a certain value of operating current that will produce the desired beam. However, the effectiveness of the cathode Life is a function of the magnitude of the current that the cathode must carry over time. The cathode has a shorter useful life as its size increases. Become. In addition, the effective operating life of the RLG's internal elements such as mirrors is It is a function of the magnitude, and the operating life decreases as the current increases. these Due to internal and external factors, the RLG is sufficient to operate under all conditions Higher than required during part of the operating life to produce And the potential operating life of the RLG is shortened. I was When operating the ring laser gyro, the ring laser gyroscope between the anode and the cathode The laser beam current in each leg of the gyro is, for example, from about 0.15 ma to about It is important to maintain within a desired operating range, such as 1.0 ma. Conventional technology In order to maintain the plasma stability within the desired current range, A large resistor called a vessel is adopted. Unfortunately, such a ballast Resistors tend to be very large and therefore waste a lot of power. Furthermore, individual For each ring laser gyro, select from a selectable range of ballast resistors It is necessary to select a ballast resistor. This per ring laser gyro The choice, ie the result of the calibration, the production costs compared to those implemented in the present invention And the reliability of the current control is low. Ballast used in conventional technology Resistors are used to reduce bias characteristics in ring laser gyros. Careful selection must be made to match the currents of the legs of each leg to within one percent (1%). I had to. Furthermore, the current control circuit of the prior art is a high-performance ring laser. To implement the gyro, high voltage and wide bandwidth circuits were required. The present invention does not require a selected ballast resistor, the conventional active elements and Use a medium performance operational amplifier and plug in over the full operating range of the desired current. Providing an effective current control device that provides a high-performance ring laser gyro without zuma vibration By overcoming the deficiencies of the prior art. In addition, the microprocessor With the use of a power system controller, the dynamic active current control device of the present invention can Maintain a high degree of accuracy and reliability when applied to the glaze gyro system. As a basis for designing the active current controller of the present invention, Minneapolis, Minnesota Honeywell Inc. Ringley with model number GG1320 of manufacture The design data of the gyro was taken out. The extracted data is the cathode current Laser beam with the function of the ballast resistor and the capacitance as a parameter The current window was within the operating window. GG1320 model ring laser diode Since the gyro operates in the negative resistance region of the current-voltage characteristics, the stray capacitance near the anode It is believed that the distance has a significant effect on the operating window. Current Operating windows as numbers are obtained for areas where plasma oscillations occur It is. Resistance is as low as zero ohms and capacitance is less than 15 pF Ballast resistors had negligible effect on the operating window. This Of the high voltage, low capacitance semiconductor devices used in the present invention It is effective in defining the relevant conditions. Summary of the Invention The present invention relates to a method of forming a cavity between ring laser gyro electrodes including an anode and a cathode. At least one laser beam is generated by a current flowing at least in part. Provides a power control system for a ring laser gyro including a beam intensity readout line You. Monitoring means is coupled to the beam intensity readout line and outputs the beam at an intensity signal output terminal. Generates an intensity signal indicating the intensity of The signal average value calculating means is the intensity signal output terminal And provides an average intensity signal at an average intensity signal output terminal. Conversion means strong Degree Signal output terminal and the average intensity signal output to the digital signal output terminal digital signal Convert to The processing means is coupled to the digital signal output terminal and responds to the value of the digital signal. In response, a power control signal proportional to the value is generated on the power control signal line. Power supply Means are coupled to the power control signal line at a programmable input terminal, and A voltage signal responsive to the power control signal is output to a voltage supply line coupled to the gyro electrode. The ring laser gyro in response to a decrease in beam intensity, together with processing means. Increasing the power to the electrode and decreasing the power to the electrode in response to increasing beam intensity It works to make it work. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The above objects, aspects and advantages and other objects, aspects and advantages will be described with reference to the drawings. A better understanding will be had from the following detailed description of a preferred embodiment of the invention. Would. In the drawing: FIG. 1 illustrates a RLG and a microprocessor power control system in accordance with the teachings of the present invention. FIG. 3 is a schematic block diagram of a system. FIG. 2 illustrates a RLG and a microprocessor power control system in accordance with the teachings of the present invention. FIG. 2 is a schematic block diagram similar to FIG. 1 of another embodiment of the system. FIG. 3 is a somewhat detailed schematic diagram of a portion of the power control system shown in FIG. FIG. 4 is a circuit diagram of one embodiment of an active current control circuit formed according to the present invention. Shown schematically. FIG. 5 illustrates one embodiment of a high voltage starting circuit as provided by one aspect of the present invention. 1 schematically shows a block diagram of the state. FIG. 6 is a graph showing an example of IV characteristics of a typical ring laser gyro. You. FIG. 7 shows an example of one current source leg in the ring laser gyro circuit. Detailed Description of the Preferred Embodiment Referring now to FIG. 1, a class of types commonly used today and commercially , A solid block ring laser gyro (R LG) has a cathode 12 and two anodes 14 and 16. RLG is solid heat resistant Three channels forming the optical cavity 18 in the block 20 and the intersection of the channels point , Three mirrors 22A, 22B and 22C. The cathode 12 is a high voltage power supply. Connected to source 1387. The RLG itself in this particular embodiment of the invention The body is conventional, and one such RLG is Podgorski's It is described in more detail in U.S. Pat. No. 3,390,606. Theories here Although particular embodiments of the present invention employ one cathode and two anodes, The present invention relates to an RLG or other anode / cathode having one anode and two cathodes As well as RLGs with various combinations and shapes. Note that it is applicable. One of the three mirrors 22A is partially transmissive. Beam intensity sensor The sensor 24 and the rotation speed output sensor 26 are connected to the mirror 22A. As before And, as is well known in the art, the sensor 24 responds to a single beam. Optics to provide an output indicative of the intensity of the laser beam responding and rotating in the opposite direction. It comprises a photodetector optically coupled to the cavity 18. The sensor 26 is reversed Light and dark fringe patterns generated by interfering laser beams Providing an AC output responsive and having a frequency that is a function of the rotational speed of the RLG. And a photodetector optically coupled to the optical cavity 18. The sensor 24 or 26 may be used to measure the intensity of the beam. Sen Since the sensor 26 indicates the read signal of the embodiment, the use of the sensor 26 is effective. Would be better. Light intensity monitoring (LIM) signal to monitor the gyro beam intensity One skilled in the art will recognize that may be used. In accordance with the teachings of the present invention, the output of sensor 26, called beam intensity 408, is readout. The signal is amplified by the amplifier 410 and the signal is averaged by the signal average value calculator 414. , A / D converter 418. In one embodiment of the present invention, an A / D converter 418 may be integrated into a conventional microprocessor. The output of the signal average calculator 28 is the input to the A / D converter 418. A / D change The digital output 423 of the converter is converted by the microcontroller 33 to the desired beam reference Be compared. If the output 423 of the A / D converter is smaller than the beam reference value, The output signal 425 of the controller increases. Microcontroller output 4 25 is provided as an input to a digital / analog (D / A) converter 420 . The analog value of the signal line 380 that increases as a result is input to the active current control unit 30 as an input. Supplied as input to 0. The control unit 300 controls the effective current of the signal lines 417 and 419. Increase the value. The increased anode-cathode current indicates that the A / D converter output 423 is The beam intensity is increased until it is equal to the system reference value. Since the life of RLG is almost inversely proportional to the square of the cathode current, reliable operation is obtained. Operates RLG with as small a cathode current as possible while maintaining beam intensity suitable for Advantageously. As the RLG ages, the beam intensity 408 tends to decrease. A certain number After aging after operating time, the RLG is then parked to avoid transitions during flight operations. When power is applied, the active current control level is set by the microcontroller. It may be increased on the floor. The predetermined number of hours is, for example, 20,000 hours. May be. This number is merely an example and is not limiting. Typically, the RLG is, for each value of cathode current, K₁, K_Two, K_Three, K_Four, K_Five And so on Requires a different set of correction terms, often expressed as These correction terms are For example, for each operating current level, the electrically erasable rewritable read memory 102 ( EEPROM and stored in the microcontroller during power up of the RLG It is a constant that can be loaded into 33. Referring now to FIG. 2, there is shown an RLG device similar to the RLG device of FIG. However, unlike FIG. 1, the constant supply voltage supplied by the high-voltage power supply 1387 Instead, use a variable voltage source such as a conventional programmable DC / DC converter 387. It would be advantageous to use Generally, the device of FIG. 2 is used to reduce power dissipation inside the RLG housing. The negative characteristic of the well-known RLG gas discharge negative resistance characteristic is used. As RLG ages As a result, the effective current control value increases, and because of the negative resistance characteristic, between the anode and cathode of the plasma. Voltage drop is reduced. As a result, the cathode voltage will decrease and the voltage may be preserved. U. Since the RLG 10 operates in a conventional manner, the photodetector 26 A signal representing path A is applied to signal line 408 and represents path B of the laser beam. The signal generates a divided image signal that is applied to signal line 2408. A read signal Signal and the B read signal are both provided at a first input terminal and a second input terminal of the read amplifier 410. Entered in child. The read amplifier 410 has a first output terminal 2416 and a second output terminal. A terminal 416, a third output terminal 2412, and a fourth output terminal 412 are included. No. The first output terminal 2416 and the second output terminal 416 connect the A light path and the B light path, respectively. Carry the read signal to be represented. These signals are digitally processed for further processing. It may be sent to another circuit such as a logic circuit. This circuit is outside the scope of the invention Therefore, it will not be described here. The third output terminal 412 and the fourth output terminal 2412 of the read amplifier also output a read signal. Carry A and B, and their signals are input to a signal average calculator 414. signal The average calculator 414 averages the A signal and the B signal, and obtains RIM A and RIM B and The first signal average output terminal 28 and the second signal average output terminal 29, Output the corresponding signal. Such signal averaging is as shown in FIG. It may be executed by the signal average value calculation circuit, but it is known by the microprocessor. In a digital process embedded in a software program realized by the formula It may be executed. The signal average calculator outputs an analog signal as shown in the example of FIG. If applied, the analog signals at output terminals 28 and 29 go to multiplexer 2418. Transmitted, and multiplexer 2418 converts them using well-known switching principles. Is switched to the analog / digital converter 418. Analog / digital conversion The device 418 sends the RIMA signal to the microcontroller 33 via the signal line 423. Alternatively, it operates to alternately supply the RIM B signal. In one embodiment of the present invention To convert a continuous multiplexed signal to a digital representation, an 8-channel analog / digital Use a tall converter. The laser beam signal to be read is a slowly changing function Therefore, the microcontroller outputs the A signal every about 1/8 of the dither cycle. Read the B signal. The function is very different from the operation speed of the microcontroller 33. This readout is not important, since it changes dramatically. Microcontroller 33 Is an electrically erasable and rewritable read only memory (EEPR) in one embodiment. OM) is connected to the memory 102 which is considered to be advantageous. EEPRO M102 includes current-voltage characteristics (I−I) of a specific ring laser gyro to be controlled. It would be advantageous to load the V-characteristics in advance. Such IV characteristics are good It is measured for each gyro block in an understood manner and E by conventional means. EPRO What is necessary is just to be supplied to M102. In general, the IV characteristic is the anode current from the anode to the cathode. And as a function of anode voltage, the higher the voltage, the lower the current Is required. Typically, as the ring laser gyro operates, The voltage drops and the anode current increases. FIG. 6 shows such an IV tube characteristic curve. As described above, the drawing may be performed using a conventional technique. This figure is then converted into numerical form Converted and stored in an EEPROM for use by the microcontroller 33. May be. Microcontroller 33 examines the RIM A and RIM B signals. The microcontroller operates to determine the weaker signal and converts that signal to E Compared with the IV characteristics stored in the EPROM 102, the two RIM signals are compared. A control signal responsive to the weaker signal is output to a signal line 2425. That is, For example, the RIM B signal is weak, and the signal output of the signal average value calculator 414 is If it falls below the typical value of 1.2 volts, 33 outputs a digital control signal to a signal line 2425, / Analog converter 421 controls the writable voltage source DC / DC converter 387 And output a voltage matching the IV characteristic line of the RLG 10 as shown in FIG. To an analog control signal on a signal line 384 for conversion. At the same time, the microcontroller 33 A signal 425 that is the sum of the currents of both legs of the gyro may be output. In addition, RLG Voltage changes inversely as the current changes in the gyro, taking advantage of this Then, the control signal 384 is supplied to the writable voltage source 387. The A / D conversion value of the signal line 423 is based on the reference value stored in the EEPROM 102. The microcontroller issues a control signal on signal lines 425 and 2425. And the signals are converted to D / A converted values by D / A converters 420 and 421. Is replaced. The analog signal on the signal line 384 thus obtained is converted into a DC signal by a conventional method. The DC / DC converter output voltage is controlled, and this voltage itself regulates the voltage of the cathode 12. In this example, thereafter, the value of the output voltage of the signal line 386 is changed to a decrease in the plasma tube voltage. Decrease to correspond to. In this example, assume that the plasma current has increased. Even so, the plasma voltage and current voltage decrease, so power consumption remains relatively constant Is done. FIG. 3 shows a read amplifier relating to channel A of the read circuit and a signal average value calculator. And a comparator. The same series of circuits is used for the reading section channel B. You. The circuit in the dashed line shown as 410A is the circuit of read amplifier 410. Including half of The read amplifier 410 is a series of identical circuits for the signal on the optical path B. Further included. Similarly, the signal average value calculator circuit 414A includes the signal average value calculator 4 14 includes one of two identical circuits. The preamplifier 706 is a transimpedance amplifier having a gain of about 400K ohms. Amplifier. The preamplifier 706 is connected to one of the read signal lines 408 of the photodetector 26. Connected to Post-amplifier 708 has a voltage gain of about 50 and pre-amplifier 70 6 output terminal 707. Therefore, the total transimpedance gain is It is about 20 megohms. In one embodiment, a design feature of post-amplifier 708 is that the output of the amplifier is internally Compensated by "Analog Device Model AD829" TM amplifier for clamping The use of pins. This puts the amplifier out of saturation mode, Maintained in the linear high performance operating range. High-performance clamp 709 allows for The gyro can operate over a wide range of beam intensities Can work. In the conventional technology, it is necessary to select a register for each gyro. is there. The signal average value calculator 414A is a signal line which is an output signal line from the post-amplifier 708. 412 and a read intensity monitor (RIM) proportional to the AC value of the read signal. A) The signal 28 is output. The AC read signal 412 is sent to a comparator 716 with a few percent hysteresis. The comparator 716 generates a digital signal 416. Channel B is processed in the same way. The digital signals A and B are then up / down in digital logic. Used to generate a count. Referring now to FIG. 4, there is shown an embodiment of an active current control device employed in the present invention. A more detailed circuit diagram is shown. With reference to this disclosure, the implementations described herein It is recognized by those skilled in the art that the embodiments are merely examples and do not limit the present invention. Will be. The embodiments shown here are intended to assist those skilled in the art in understanding the present invention. Presented for The ring laser gyro block 10 has two anodes 14 and 16. And the cathode 12 as a triangular block. In this embodiment Active current control device in the first, second, third and fourth amplifying means 312, 314 , 324, 326, first and second output transistor means 310, 316, First and second field effect transistor (FET) means 320, 321; DC converting means 387. Fourth amplifying means 326 is coupled to gain resistor 327 at its inverting input terminal. . Four input resistors 370, 372, 374 and 376 are also connected to the inverting input terminal. I agree. Controller 33 generates digital control signals to four input resistors Act as a means to The fourth amplifying means 326 is substantially a digital / audio Functions as a analog converter, where 4 input resistors are equivalent to 4 bit inputs However, the first input resistor 370 is the most significant bit, and the fourth input resistor 376 is This is the least significant bit. The fourth amplifying means is a digital control from the controller 100. Input is a proportional analog signal applied to node Vcontrol via resistor 378 Convert. As described above, the active current control unit controls the Vcontro at the node Vcontrol. l can be controlled within a 4-bit accuracy range corresponding to a 10 to 5 volt swing. You. Vcontrol is also connected to the non-inverting input terminals of the first and second amplifying means 312, 314. I agree. Each of the first amplifying unit 312 and the second amplifying unit 314 includes a ring. When current flows to one of the anodes 14 and 16 of the laser gyro block 10, Field effect transistors 32 controlling transistors 310 and 316 0, 321 is driven. Each of the first and second amplifying means and associated elements May be considered as one “leg” of the active current control unit. For example, the first increase Output terminal of width unit 312 is connected to the gate of field effect transistor (FET) 320 doing. FET 320 has a DMODEDEF having a threshold of about -2 to -4 volts. It would be advantageous to have a T or equivalent element. The FET 320 is, for example, Enough to pass almost all of the current through the fine resistors 318 and 331 to the anodes 14 and 16 Channel such as TFET or MOSFET with low gate impedance It would be advantageous to have a single FET. FET 320 is a high frequency transistor collector 322 is controlled. The feedback signal line 339 is connected to the first current control. Perform negative feedback to the control amplifier 312. The source of FET 320 is Connected to the feedback signal line 339. The drain of the FET 320 is the first output It is connected to the base of the transistor 310. Of the first output transistor 310 The emitter is connected to a feedback line 339 and is connected via a resistor 318. Connected to the first terminal of capacitor 396. Second terminal of capacitor 396 Is connected to the node Vcontrol. In one embodiment of the present invention, when the capacitor 396 is fully charged, Maintain a nominal potential of about +10 volts at its first terminal. First output transistor Collector 322 of resistor 310 is connected to the anode of diode 313 via resistor 390. Has continued. Diodes 313 and 315 provide, for example, approximately 5000 volts. Rated high voltage diode and has active current control during ring laser gyro startup. It works to protect the control circuit. The base of the output transistor 310 is an FET 320 A resistor 399 connected to the source of the diode 313 and also connected to the anode of the diode 313. Connected to The cathode of the diode 313 is connected to the anode 16 via the resistor 397. Has continued. The second amplifying means 314 also has an associated element, ie, FET 321. , The second output transistor 316 and the resistance elements 391, 393, 394, 331 , 331 and a second diode 315 connected to the second anode 14 at the cathode. And are similarly arranged. The first amplifier 312 is a first amplifier of the drive circuit. And the second amplifying means 314 and its associated elements constitute the second leg of the circuit. You. Both legs operate similarly, providing approximately equal currents to the ring laser gyro. Pay. The first and second amplifying units 312 and 314 are, for example, less than about 1 MHz. Consisting of an operational amplifier such as model number LT1013 having a bandwidth of Would be advantageous. The first and second transistors 310 and 316 are one embodiment of the present invention. In an embodiment, only 10 volts reverse bias from base to collector Would be advantageous. This reverse bias is the effective capacity between base and collector. Reducing the capacitance improves the high frequency response of the transistor. Output signal 3 representing the analog sum of the current in each leg of the ring laser gyro Optionally, it would be advantageous to include third amplifier means 324 to provide 29 . The current sum is defined as “I Total”. The inverting input terminal of the third amplifier means 324 is Connected to the feedback signal line 339 via the resistor 1380, 382 is connected to a feedback signal line 338. In this embodiment, the cathode 12 of the ring laser gyro is, for example, about DC / DC converter means to a constant voltage in the range of -425 volts to -460 volts 387. During operation, the DC / DC converter means 387 is connected to an external power source. Their input voltage of about +15 volts, for example, from about -450 volts to -4 volts. Convert to an output voltage in the range of 90 volts. Also, embodiments of the active current control as provided by the present invention optionally include Built-in test lines BIT1 and BIT2 are also included. BIT1 and BIT2 are A first analog / digital input terminal 101 of the microcontroller 33; It is coupled to the analog / digital input terminal 103, respectively. BIT1 and B IT2 determines whether the effective current control is within an appropriate operating range and increases the calculation. The band widths 312 and 314 are powers, also referred to herein as positive and negative rails, respectively. Microcontroller to ensure no lockup at upper or lower supply It supplies a test signal employed by the controller 33. For the operation of each leg of the active current control unit, the resistor at the output terminal of the current supply leg It is important to choose carefully. For the first leg, resistors 390, 399 And 397 must be selected according to the formulas listed below. Similarly, valid When selecting the resistors 395, 394 and 333 in the second leg of the current control unit, Must pay attention. For example, in the first leg, the resistor 39 0 and 399 indicate that the voltage at the collector 322 of the transistor 310 is a ring laser diode. Selected to stay relatively constant over the operating range of current in the gyro It must be. In one embodiment of the present invention, resistors 390, 399 and 3 97 and their corresponding resistors 394, 395 and 333 at low current and Celsius. B of worst case PNP transistors 310 and 316 at a low temperature of about -55 degrees It was chosen to work for an ETA of 10. Choose those resistors Thereby, power dissipation of transistors 310 and 316 is minimized. . In one embodiment, a current in the range of about 0.15 to 1 ma per leg is provided. So These limits are determined by the impedance characteristics of the gas discharge and the current limit of the power supply. It is. Referring now to FIG. 7, to illustrate the selection of resistors R1, R2 and R3, An example of one current source leg of an embodiment of the active current control unit of the present invention is shown. . Here, the effective current control unit of the present invention uses the negative resistance inherent to the ring laser gyro tube. Note that we use In other words, the gyro needs more current As required, the voltage from the anode to the cathode drops. The present invention is a ring laser As the current demand of the gyro tube increases, the base drive current through R2 increases. Thus, the ratio between R1 and R2 is selected. In particular, resistors R1 and R3 are Selected to minimize the power dissipation of transistor 310. The following equation: To operate with less than 10 beta in the PNP transistor 310, a resistor 4 illustrates a method employed by the present invention to select R1, R2 and R3. 1. RLG negative resistance region I_A = 0.15 to 1 ma over current-voltage characteristics A quadratic fit is performed using the following equation: T = K₀+ K₁I_A+ K_TwoI^Two _A+ ΔV_TEMP+ ΔV_PROCESS Where: V_T = Tube voltage; V_TL= Tube voltage at low temperature; V_TH= Tube voltage at high temperature; V_c = Cathode voltage; I_A = Anode current (one leg); V_CE= Collector-emitter voltage of the transistor; and K₀, K₁And K_TwoIs a ring laser gyro to be modeled by these equations. Are the constants of the quadratic fitting equation specific to the IV characteristics of the laser discharge at. The conditions for R2 are set as follows: 2. R2> V_C-V_TL/ I_Amin 3. R2> dV at minimum current_T/ DI_A R1 and R3 must satisfy the following equation. 5. 6. 7. PNP transistors are better at -55 ° C than NPN transistors. It is important to note that it has a large BETA characteristic and its current is smaller. It is important. Therefore, the PNP transistor is used as a current source transistor Is preferred. 8. In one embodiment, the SOT-23 package transistor has a maximum current On the other hand, it dissipates less than 100 mw at -55 ° C. 9. In one embodiment, the MMBT6520 has the following frequency characteristics: Transistor adopted: Fτ = 40MHz Where: C_cb<6 pF 10. The collector is used to reduce the base-collector capacitance. ,> 10 volts. 11. Honeywell Inc. From the operation window taken in About the ring laser gyro,_cb > 6pF, R3> 10K It has been found that the operating window shrinks by <5%. One embodiment of the present invention In state, When R1 = 50K, R2 = 421K, and R3 = 30K, all of the above It meets the conditions of In order to reduce power consumption, the active current controller is configured with a fixed Vc. Or Vc may be variable. Vc is fixed and R1, Proper selection of R2 and R3 allows operation at low beta. Electric In order to increase the base drive when the current is large, the 1-V characteristic negative resistance is an advantage. To use. Referring now to FIG. 5, the active current device provided by the present invention includes: A ring laser gyroblo through a signal line 337 and resistors 333 and 383 A high voltage starting circuit means 350 coupled to the anodes 14 and 16 of the You. This circuit is used during the startup mode of the ring laser gyro. This fruit In the embodiment, in the signal line 335, the controller 100 A square wave of 0 to 5 volts with a frequency of about 60 Hz having a% duty cycle And this square wave is input to the high voltage starting circuit means 350. High voltage starting circuit The means 350 comprises a 280 volt pulse generator 352 and a voltage multiplier means 354. Be prepared. The pulse generator sends the input voltage square wave on signal line 335 to adjacent line 353. Used to boost to a 280 volt signal represented by the waveform shown You. The 280 volt peak-to-peak signal output line 353 is provided to a voltage multiplier means 354. It is also a 60 KHz signal with a 50% duty cycle supplied. Therefore, Voltage multiplier means 354 outputs a DC high voltage of about 2500 volts. 280 bo Multipulse generators and voltage multiplier elements are commercially available. The voltage multiplier element Volunteer Multiplier, Inc. Can be purchased from Will. The high voltage starting circuit is used to start the ring laser gyro, It is turned off when the ring laser gyro enters the operation mode. Comply with patent law, apply new principles and require such specialized components Provide those skilled in the art with the information needed to configure and use elements as needed For this reason, the present invention has been described in considerable detail. However, they differ in certain respects. That the present invention can be carried out by different equipment and devices, and details of the equipment and operation procedures Various modifications can be realized without departing from the scope of the present invention itself. You should understand that.

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】応答する電圧信号を出力し、プロセッサ（３３）と電源（３００，３８７）は、ビーム強度（４０８，２４０８）の変化に応答して電圧信号を制御するように動作する。────────────────────────────────────────────────── ─── [Continuation of summary] Outputs a responsive voltage signal, and the processor (33) and the power supply (300,387) is the beam intensity (408,240) 8) Operate to control the voltage signal in response to the change in You.

Claims

[Claims] 1. Ring laser gyro including an anode (14, 16) and a cathode (12) The current flowing through at least part of the cavity (18) between the poles causes at least one Laser beams are generated and include beam intensity readout lines (408, 2408) In the ring laser gyro (10), Coupled to a beam intensity readout line (408, 2408) and output an intensity signal output (412). , 2412) to generate an intensity signal (412, 2412) indicating the intensity of the beam. Monitoring means (26, 410); The average intensity signal output (28) is coupled to the intensity signal outputs (412, 2412). , 29) for supplying an average intensity signal to the signal average value calculating means (414); Coupled to the average intensity signal output (28, 29) to convert the average intensity signal output to a digital signal Means (418) for converting to a digital signal of the signal output (423); Coupled to the digital signal output (423), to the value of the digital signal (423). In response, the power control signal proportional to the value is transmitted to the power control signal line (425, 2425). A) generating processing means (33); A programmable input coupled to the power control signal line (425, 2425); Voltage control to a voltage supply line coupled to a ring laser gyro electrode (12) A voltage signal responsive to the signal (2425) is output, and together with the processing means (33), the voltage signal is output. In response to the decrease in the beam intensity (408, 2408), the ring laser gyro electrode ( 12) to increase power and respond to the increase in beam intensity (408, 2408). Operative to output a voltage signal to reduce power to the electrode (12). Power supply means (380, 387) (FIG. 3). 2. 2. The processing means according to claim 1, wherein said processing means comprises a microprocessor. Power control system. 3. 3. The processing means according to claim 1, wherein said processing means comprises a microcontroller. On-board power control system. 4. An input terminal is connected to the power control signal (425, 2425), (425, 2425) corresponding to the analog control output terminals (380, 384) A digital / analog converter (420) operable to convert to an analog control signal , 421), and the analog control output terminals (380, 384) are A power supply coupled to the writable input terminal of the power supply means (300, 387). The power control system according to claim 1. 5. The voltage supply line is coupled to a ring laser gyro cathode (12). Item 5. The power control system according to Item 4. 6. First and second anodes (14, 16) of the ring laser gyro (10) The power control according to claim 5, further comprising an active current control unit (300) coupled to the power supply. system. 7. Ring laser gyro electrode including anodes (14, 16) and cathode (12) The first laser beam by a current flowing through at least part of the cavity (18) between And a second laser beam is generated, the first beam intensity readout line (408) and , The second laser intensity readout line (2408) and the ring laser gyro (10). ) A first monitoring input coupled to a first beam intensity readout line (408); A second monitoring input is coupled to a second beam intensity readout line (2408) and the first monitoring input is coupled to the first beam intensity readout line (2408). Intensity indicating the weaker of the second laser beam and the second laser beam Monitoring means (26, 410) for generating a signal at an intensity signal output (412, 2412) When; The average intensity signal output (28) is coupled to the intensity signal outputs (412, 2412). , 29) for supplying an average intensity signal to the signal average value calculating means (414); Coupled to the average intensity signal output (28, 29) to convert the average intensity signal output to a digital signal Means for converting to a digital signal at a signal output terminal (423) (418); Coupled to the digital signal output (423) and responsive to the value of the digital signal (423) Then, a power control signal proportional to the value is transmitted to the power control signal line (425, 2425). Processing means (33) to be generated; A programmable input coupled to the power control signal line (425, 2425); Power control to a voltage supply line coupled to a ring laser gyro electrode (12) A voltage signal responsive to the signal (2425) is output, and together with the processing means (33), the voltage signal is output. In response to the decrease in the beam intensity (408, 2408), the ring laser gyro electrode ( 12) to increase power and respond to the increase in beam intensity (408, 2408). Operative to output a voltage signal to reduce power to the electrode (12). Power supply means (380, 387) (FIG. 3). 8. The processing means (33) comprises a microprocessor. Power control system. 9. 8. The processing means (33) according to claim 7, comprising a microcontroller. On-board power control system. 10. An input connected to the power control signal line (425, 2425); The signals (425, 2525) are converted to the corresponding A digital / analog converter (420, 421), and the analog control output terminals (380, 384) are A power supply means (380, 387) coupled to said writable input terminal. Item 7. The power control system according to Item 7. 11. The voltage supply line is connected to a ring laser gyro cathode (12). The power control system according to claim 10. 12. First and second anodes (14, 16) of the ring laser gyro (10). 12. The power of claim 11, further comprising an active current control (300) coupled to the power supply. Control system. 13. Ring laser gyro including an anode (14, 16) and a cathode (12) A first laser generated by a current flowing through at least a part of the cavity (18) between the poles; A beam and a second laser beam are generated and a first beam intensity readout line (408 ) And a second laser intensity readout line (2408). In 10), A first monitoring input coupled to a first beam intensity readout line (408); A second monitoring input is coupled to a second beam intensity readout line (2408) and the first monitoring input is coupled to the first beam intensity readout line (2408). The intensity of the weaker of the two laser beams and the second laser beam. Readout monitor (26) which generates an intensity signal at the intensity signal outputs (412, 2412). , 410); The average intensity signal output (28) is coupled to the intensity signal outputs (412, 2412). , 29), and a signal average calculator (414) for supplying an average intensity signal to the signal; Coupled to the average intensity signal output (28, 29) to convert the average intensity signal output to a digital signal Analog / digital operating to convert to a digital signal at the signal output terminal (423) Tal transducer (418); Coupled to the digital signal output (423) and responsive to the value of the digital signal (423) Then, a power control signal proportional to the value is transmitted to the power control signal line (423, 2425). A generated digital processor (33); An input is connected to the power control signal line (425, 2425), and a power control signal ( 425, 2425) to the corresponding analog control output (380, 384) Digital / analog converters (420, 421) operable to convert to control signals )When; A programmable input coupled to the analog control output (380, 384); Power control to a voltage supply line coupled to a ring laser gyro electrode (12) A voltage signal responsive to the signals (425, 2425) is output, and a digital processor ( 33), in response to the decrease in beam intensity (408, 2408), Power to the gyro electrode (12) and the beam intensity (408, 240 8) Output a voltage signal to reduce power to the electrode (12) in response to the increase in Programmable power supplies (380, 387) (FIG. 3). 14． The digital processor (33) is composed of a microprocessor. The power control system according to claim 13. 15. The digital processor (33) is composed of a microcontroller. 14. The power control system according to claim 13. 16. The voltage supply line of the programmable power supply is a ring laser gyro cathode (12) 14. The power control system of claim 13, wherein the power control system is coupled to: 17． First and second anodes (14, 16) of the ring laser gyro (10). 14. The power of claim 13, further comprising an active current control (300) coupled to the power supply. System Your system.